JP2005252106A - Semiconductor light emitting device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor light emitting device including a red semiconductor light emitting element capable of solving problems of an operating current and a kink level. <P>SOLUTION: Projections 16, 17 opposing to both side faces of a ridge 14 acting like a principal current path and each including an intermediate layer 9 and a current blocking layer 11 are formed to a laminated semiconductor layer 20 in a direction orthogonal to the laminated direction of the layer 20. The symmetry of light can be enhanced even in the case of employing an off-substrate by adjusting the width of ridge groove 12 (13) reaching the projection 16 (17) from one of both the side faces of the ridge 14. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体発光装置、特に、赤色発光パルセーションレーザを有する半導体装置、例えば赤色発光パルセーションレーザ単体、あるいはこの赤色発光パルセーションレーザと他の波長の半導体発光素子を有する半導体発光装置に適用して好適な半導体発光装置に関する。   The present invention is applied to a semiconductor light emitting device, in particular, a semiconductor device having a red light emitting pulsation laser, for example, a red light emitting pulsation laser alone or a semiconductor light emitting device having a semiconductor light emitting element of this red light emitting pulsation laser and other wavelengths. The present invention relates to a suitable semiconductor light emitting device.

光情報記録媒体に対する記録再生レーザ光としては、戻り光によるノイズの改善を図る上で、パルス発振レーザ光光源が用いられることが望ましい。更に、このパルス発振を外部回路によって行うことがない、自励発振によるパルセーションレーザが用いられることが望ましい。   As the recording / reproducing laser light for the optical information recording medium, it is desirable to use a pulsed laser light source in order to improve noise caused by the return light. Furthermore, it is desirable to use a pulsation laser by self-excited oscillation that does not perform this pulse oscillation by an external circuit.

光情報記録媒体の例えばCD(Compact Disc)に対しては、一般に波長780nm帯のレーザ光光源が用いられ、DVD(Digital Versatile Disc)に対しては、一般に波長650nm帯のレーザ光光源が用いられる。
波長650nm帯の赤色パルセーション半導体レーザとして、例えばAlGaInP系の半導体レーザが提案されている(例えば特許文献1参照)。
A laser light source having a wavelength of 780 nm is generally used for an optical information recording medium such as a CD (Compact Disc), and a laser light source having a wavelength of 650 nm is generally used for a DVD (Digital Versatile Disc). .
As a red pulsation semiconductor laser having a wavelength of 650 nm, for example, an AlGaInP semiconductor laser has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

このAlGaInP系の半導体レーザは、例えば図4にその概略斜視図を示し、図5にその要部の概略断面図を示すように、第1導電型、一般にはn型の基体例えばGaAs基板102の一主面上に、第1導電型例えばn型のAlGaInPによる第1導電型クラッド層104と、例えばGaInPとAlGaInPとの多重量子井戸(MQW;Multi Quantum Well)構造による活性層105と、第2導電型例えばp型のAlGaInPによるクラッド層106と、第2導電型例えばp型のGaAsより成るコンタクト層110とが順次エピタキシャル成長される。
そして、コンタクト層110を横切り第2導電型クラッド層106に至るリッジ溝が両脇に形成されることによって、ストライプ状のリッジ114が形成される。
リッジからリッジ溝に差し渡って第1電極118がオーミックに被着され、一方、基板の裏面には第2電極119が被着される。
For example, FIG. 4 shows a schematic perspective view of this AlGaInP-based semiconductor laser, and FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view of the main part thereof. As shown in FIG. A first conductivity type clad layer 104 made of AlGaInP of the first conductivity type, for example, n-type, an active layer 105 having a multi quantum well (MQW) structure of, for example, GaInP and AlGaInP, A clad layer 106 made of a conductive type, for example, p-type AlGaInP, and a contact layer 110 made of a second conductive type, for example, p-type GaAs, are epitaxially grown sequentially.
Then, ridge grooves that cross the contact layer 110 and reach the second conductivity type cladding layer 106 are formed on both sides, thereby forming a stripe-shaped ridge 114.
A first electrode 118 is ohmic deposited across the ridge from the ridge groove, while a second electrode 119 is deposited on the back surface of the substrate.

この構成による半導体レーザにおいては、両電極及び間に、順方向電圧を印加することにより、パルセーションレーザ発振がなされる。
すなわち、この場合、第2電極がコンタクト層にコンタクトされた部分においては、クラッド層上に直接被着された部分に比し、コンタクト抵抗が小さいことから、リッジによるストライプ部において主たる電流通路が形成される。そして、この場合、図5に破線aで発光分布を模式的に示すように、リッジ溝の形成部とリッジとにおける第2導電型のクラッド層の厚さが相違すること、主として電流注入がリッジにおいてなされることから、リッジ下の中央部と、その外側との間に実効屈折率差が生じ、中央部に緩やかな光の閉じ込めによる主たる発光分布が形成され、その外側に、可飽和吸収領域が形成されることによって自励発振が生じるようになされている。
特開2002−76505号
In the semiconductor laser having this configuration, pulsation laser oscillation is performed by applying a forward voltage between both electrodes.
That is, in this case, since the contact resistance is smaller in the portion where the second electrode is in contact with the contact layer than in the portion directly deposited on the cladding layer, a main current path is formed in the stripe portion formed by the ridge. Is done. In this case, as schematically shown by the broken line a in FIG. 5, the thickness of the second conductivity type cladding layer is different between the ridge groove forming portion and the ridge, and the current injection is mainly performed in the ridge. Therefore, an effective refractive index difference is generated between the central portion below the ridge and the outside thereof, and a main light emission distribution due to gentle light confinement is formed in the central portion, and a saturable absorption region is formed outside thereof. As a result, self-excited oscillation is generated.
JP 2002-76505 A

しかし、上述したエアリッジパルセーションレーザ構造を有するものをはじめ、一般の自励発振型のレーザにおいては、図5に矢印をもって模式的に示すように、主たる電流通路の形成部以外にも電流が拡散するため、この電流が発振に寄与しない無効電流となり、動作電流が高くなる。また、これに伴い、長期信頼性、寿命の低下を来たすという問題がある。   However, in general self-excited oscillation type lasers including those having the above-described air ridge pulsation laser structure, current is diffused in addition to the main current path forming portion as schematically shown by arrows in FIG. Therefore, this current becomes a reactive current that does not contribute to oscillation, and the operating current increases. In addition, there is a problem that the long-term reliability and the lifetime are lowered.

また、DVDに用いる発振波長帯650〜660nmの半導体レーザとしての、AlGaInP系の半導体レーザにおいて、その活性層を構成するMQWは、上述したように、AlGaInP/GaInP系構成とする場合、自然超格子の発生によりバンドギャップが縮小し、発振波長が長波長化する。このような不都合を回避するために、この種のAlGaInP系半導体レーザにおいては、通常、基体のGaAs基板には、その主面が(001)結晶面から2°〜10°傾いて切り出した、いわゆるオフ基板を用いることによって、自然超格子構造の発生を回避し、長波長化を回避している。   In addition, in an AlGaInP semiconductor laser as a semiconductor laser having an oscillation wavelength band of 650 to 660 nm used for a DVD, the MQW constituting the active layer is a natural superlattice when the AlGaInP / GaInP structure is used as described above. As a result, the band gap is reduced and the oscillation wavelength is increased. In order to avoid such an inconvenience, in this type of AlGaInP semiconductor laser, the main surface of the GaAs substrate as a base is usually cut out with an inclination of 2 ° to 10 ° from the (001) crystal plane. By using an off-substrate, the generation of a natural superlattice structure is avoided and a longer wavelength is avoided.

しかし、このようなオフ基板を用いた場合、上述したストライプ方向の両端、すなわち光共振器長方向の両端を、結晶の劈開面によって構成することによって、すぐれた鏡面を形成するように、リッジの方向を選定して、リッジ溝を、ウェットエッチングによって形成すると、図5に示すように、リッジの両側面の傾きが異なり、非対称となる。   However, when such an off-substrate is used, both ends in the stripe direction, that is, both ends in the optical resonator length direction are formed by the cleavage planes of the crystal, so that an excellent mirror surface can be formed. When the direction is selected and the ridge groove is formed by wet etching, as shown in FIG. 5, the slopes on both side surfaces of the ridge are different and asymmetric.

このため、導波路部の屈折率差が発光部の両側で相違し、光の閉じ込めが非対称となり、図5に破線bで示すように、発光分布が非対称となり、注入電流に対する光出力特性に、低レベルのキンクが発生する。   For this reason, the refractive index difference of the waveguide portion is different on both sides of the light emitting portion, the light confinement becomes asymmetric, the light emission distribution becomes asymmetrical, as shown by the broken line b in FIG. Low level kinks occur.

本発明は、上述した諸問題、すなわち、赤色半導体発光素子を有する半導体発光装置における動作電流の問題、キンクレベルの問題の解決を図ることができる半導体発光装置を提供するものである。   The present invention provides a semiconductor light emitting device capable of solving the above-described problems, that is, the problem of operating current and the kink level in a semiconductor light emitting device having a red semiconductor light emitting element.

本発明による半導体発光装置は、赤色発光パルセーションレーザを有する半導体発光装置であって、基体上に、少なくとも第1導電型のクラッド層と、活性層と、第2導電型のクラッド層とから成る積層半導体層を有し、この積層半導体層の活性層とは反対側から活性層に至ることがない深さの相対向するリッジ溝を介して、このリッジ溝間に形成されたリッジによるストライプ部の両側面に対向して上述のリッジ溝から立ち上がりストライプ部に沿って延在する突起部を有し、上述のストライプ部において活性層に対する主たる電流通路が形成されて主たる発光部を形成し、主たる発光部の両側縁部に可飽和吸収領域が形成され、突起部に電流阻止のpn接合が形成されて成ることを特徴とする。   A semiconductor light emitting device according to the present invention is a semiconductor light emitting device having a red light emitting pulsation laser, and comprises at least a first conductivity type cladding layer, an active layer, and a second conductivity type cladding layer on a substrate. A stripe portion formed by a ridge formed between the ridge grooves via a ridge groove having a depth that does not reach the active layer from the side opposite to the active layer of the stacked semiconductor layer. A protrusion that extends from the ridge groove and extends along the stripe portion so as to face both side surfaces of the substrate, and a main current path to the active layer is formed in the stripe portion to form a main light emitting portion. A saturable absorption region is formed on both side edges of the light emitting portion, and a current blocking pn junction is formed on the protrusion.

本発明による半導体発光装置は、ストライプ部とこのストライプ部の両側面に対向する突起部との間隔が相互に異なる間隔に選定されて成ることを特徴とする。   The semiconductor light emitting device according to the present invention is characterized in that the distance between the stripe portion and the protrusions facing both side surfaces of the stripe portion is selected to be different from each other.

本発明による半導体発光装置は、基体が、板面が{100}結晶面より所要の傾きを有する半導体オフ基板より成ることを特徴とする。   The semiconductor light-emitting device according to the present invention is characterized in that the substrate is made of a semiconductor off-substrate whose plate surface has a required inclination from the {100} crystal plane.

本発明による半導体発光装置によれば、主たる電流通路を形成するリッジによるストライプ部の両側面に対向して突起部を設け、これに電流阻止のpn接合を設けたことにより、レーザ発振領域以外への電流拡散が抑止されることから、無効電流の発生が低減ないしは回避され、これによって動作電流の低下がもたらされる。そして、この突起部における電流阻止は、pn接合の存在によって、具体的には動作時において逆接合となるpn接合によってなされるものであり、このpn接合は、半導体層の一連の製造過程で形成することができることから、電流阻止層を、絶縁層によって構成する場合における製造工程の煩雑さを回避でき、また、熱伝導が、絶縁層に比して一般に優れていることから、レーザの動作時の放熱を効果的に行うことができる。   According to the semiconductor light emitting device of the present invention, the protrusions are provided facing both side surfaces of the stripe portion by the ridge forming the main current path, and the current blocking pn junction is provided on this, so that the region other than the laser oscillation region is provided. Therefore, the generation of reactive current is reduced or avoided, which leads to a reduction in operating current. The current blocking at the protrusion is performed by the presence of a pn junction, specifically, a pn junction that is reversely connected during operation. The pn junction is formed in a series of manufacturing processes of the semiconductor layer. Therefore, the complexity of the manufacturing process when the current blocking layer is formed of an insulating layer can be avoided, and the heat conduction is generally better than that of the insulating layer, so that the laser can be operated. Can be effectively dissipated.

また、本発明による半導体発光装置によれば、リッジの両側のリッジ溝の幅を相互に変えることによって、主たる電流通路によって形成される主たる発光部と、その両側との各実効屈折率差を均等にすることができることにより、基体として前述したオフ基板を用いて半導体発光装置を構成した場合に生じるレーザ光及びレーザ発振領域の形状の非対称性が、低減ないしは回避される。   Further, according to the semiconductor light emitting device of the present invention, the widths of the ridge grooves on both sides of the ridge are mutually changed, so that the effective refractive index difference between the main light emitting part formed by the main current path and the both sides is equalized. As a result, the asymmetry of the shape of the laser beam and the laser oscillation region that occurs when the semiconductor light-emitting device is configured using the above-described off-substrate as the substrate can be reduced or avoided.

そして、レーザ光の非対称性の低減ないしは回避によって、ストライプから各突起部までの距離を選定することによりキンクレベルの向上が図られ、したがって、長期信頼性ならびに寿命の低下が、低減ないしは回避される。
上述したように、本発明構成によれば、重要かつ多くの効果をもたらすことができるものである。
Further, by reducing or avoiding the asymmetry of the laser beam, the kink level is improved by selecting the distance from the stripe to each protrusion, and therefore the long-term reliability and the reduction of the lifetime are reduced or avoided. .
As described above, according to the configuration of the present invention, important and many effects can be brought about.

以下、図面を参照して本発明による半導体レーザを有する半導体発光装置の実施の形態例を説明するが、本発明による半導体発光装置は、この実施の形態例に限られるものではないことは言うまでもない。   Hereinafter, embodiments of a semiconductor light emitting device having a semiconductor laser according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, it goes without saying that the semiconductor light emitting device according to the present invention is not limited to this embodiment. .

まず、本発明による半導体レーザを有する半導体発光装置の一例の構造について、その赤色半導体レーザ部を例示する図1を参照して説明する。   First, the structure of an example of a semiconductor light emitting device having a semiconductor laser according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 illustrating the red semiconductor laser portion.

この半導体発光装置1においては、基体例えば第1導電型例えばn型のGaAs基板2の一主面上に、第1導電型例えばn型のGaInPによるバッファ層3と、第1導電型例えばn型のAlGaInPによるクラッド層4と、例えばGaInPとAlGaInPとの多重量子井戸(MQW)構造による活性層5と、第2導電型例えばp型のAlGaAsによるクラッド層の下層部を構成する下層クラッド層6と、第2導電型例えばp型のGaInPによるエッチングストップ層7と、第2導電型例えばp型のAlGaInPによるクラッド層の上層部を構成する上層クラッド層8と、第2導電型例えばp型のGaInPによる中間層9と、第2導電型例えばp型のコンタクト層10と、第1導電型例えばn型のAlGaInPによる電流阻止層11とが順次エピタキシャル成長された積層半導体層20が形成されて成る。そして、この積層半導体層20のコンタクト層側から、後述するようにエッチングストップ層によって深さの規制されたリッジ溝12及び13が形成される。
これらリッジ溝12及び13間に形成されたリッジ14を介して、主たる電流通路を構成するストライプ部の両側面に対向して、それぞれ所定の間隔L、Lを保持して、これら溝から立ち上がり、ストライプ15すなわちリッジに沿って延在する突起部16及び17が形成される。
主電流通路を構成するリッジにおいては、上述した積層半導体層20の電流阻止層が除去された構成を有して成る。
In this semiconductor light emitting device 1, a buffer layer 3 of a first conductivity type, for example, n-type GaInP, and a first conductivity type, for example, n-type, are formed on one main surface of a substrate, for example, a first conductivity type, for example, n-type GaAs substrate 2. A clad layer 4 made of AlGaInP, an active layer 5 made of, for example, a multiple quantum well (MQW) structure of GaInP and AlGaInP, and a lower clad layer 6 constituting a lower layer portion of a clad layer made of a second conductivity type, eg, p-type AlGaAs, Etching stop layer 7 of the second conductivity type, for example, p-type GaInP, upper clad layer 8 constituting the upper layer portion of the second conductivity type, for example, p-type AlGaInP, and second conductivity type, for example, p-type GaInP An intermediate layer 9 formed of the second conductive type, for example, a p-type contact layer 10, and a first conductive type, for example, an n-type AlGaInP. A layer 11 is formed by sequentially epitaxially grown stacked semiconductor layer 20 is formed. Then, ridge grooves 12 and 13 whose depths are regulated by an etching stop layer are formed from the contact layer side of the laminated semiconductor layer 20 as will be described later.
The ridges 14 formed between the ridge grooves 12 and 13 are opposed to both side surfaces of the stripe portion constituting the main current path, and are respectively maintained at predetermined intervals L 1 and L 2 from the grooves. As a result, protrusions 16 and 17 extending along the stripe 15 or ridge are formed.
The ridge constituting the main current path has a configuration in which the current blocking layer of the stacked semiconductor layer 20 described above is removed.

そして、積層半導体層20上に、リッジ上とその両側のリッジ溝及び突起部を含み全面的に第1電極18がオーミックに被着され、基体の裏面に第2電極19がオーミックに被着されて成る。   Then, on the laminated semiconductor layer 20, the first electrode 18 is ohmicly deposited on the entire surface including the ridge grooves and protrusions on both sides of the ridge, and the second electrode 19 is ohmicly deposited on the back surface of the substrate. It consists of

上述した本発明装置の製造方法としては、例えば図2A及びBに示す工程によることができる。
先ず図2Aに示すように、基体として例えばn型の{100}面から2°〜10°の傾きを有するGaAs基板2が用意され、その一主面上に必要に応じて例えばGaAsによるバッファ層3を介して第1導電型例えばn型のクラッド層4、上述した例えばMQWによる活性層5、上述した第2導電型クラッド層の下層クラッド層6と、エッチングストップ層7と、第2導電型のクラッド層の上層クラッド層8と、第2導電型の中間層9と、第2導電型のコンタクト層10とを順次エピタキシャル成長させた積層半導体層20を形成する。
次に、図2Bに示すように、図1で説明した少なくとも突起部16及び17の形成部上を残すように、酢酸系エッチング液によって、リッジ及びリッジ溝を形成する領域の直上の電流阻止層11を選択的にエッチングによって除去する。
その後、図3に示すように、例えばフォトリソグラフィによって、コンタクト層10を燐酸系エッチング液で、中間層9を酢酸系エッチング液で、第2導電型クラッド層8を硫酸系で、エッチングストップ層7を酢酸系のエッチング液で、それぞれエッチングすることにより、リッジ溝12及び13を形成し、これとともにリッジ14、突起部16及び17を形成する。このとき、GaInPによるエッチングストップ層7は、AlGaInPによる第2導電型クラッド層8に比し、格段にエッチング速度が遅いことから、このエッチングストップ層7におけるエッチングによって、下層の第2導電型クラッド層6を露出させた位置で停止する制御を容易に行うことができる。
As a manufacturing method of the apparatus of the present invention described above, for example, a process shown in FIGS. 2A and 2B can be used.
First, as shown in FIG. 2A, a GaAs substrate 2 having, for example, an inclination of 2 ° to 10 ° from an n-type {100} plane is prepared as a substrate, and a buffer layer made of, for example, GaAs is formed on one main surface as necessary. 3 through the first conductivity type, for example, the n-type clad layer 4, the active layer 5 made of, for example, MQW, the lower clad layer 6 of the second conductivity type clad layer, the etching stop layer 7, and the second conductivity type. A laminated semiconductor layer 20 is formed by sequentially epitaxially growing an upper clad layer 8, a second conductivity type intermediate layer 9, and a second conductivity type contact layer 10 of the second clad layer.
Next, as shown in FIG. 2B, the current blocking layer immediately above the region where the ridge and the ridge groove are formed with an acetic acid-based etching solution so as to leave at least the formation portions of the protrusions 16 and 17 described in FIG. 11 is selectively removed by etching.
After that, as shown in FIG. 3, the contact layer 10 is made of a phosphoric acid etching solution, the intermediate layer 9 is made of an acetic acid etching solution, the second conductivity type cladding layer 8 is made of sulfuric acid, and the etching stop layer 7 is etched by, for example, photolithography. Are etched with an acetic acid-based etchant to form ridge grooves 12 and 13, together with which ridges 14 and protrusions 16 and 17 are formed. At this time, the etching stop layer 7 made of GaInP has a much slower etching rate than the second conductivity type cladding layer 8 made of AlGaInP. Control to stop at the position where 6 is exposed can be easily performed.

その後、リッジ14及びリッジ溝12ならびに13内に第1電極を全面的にコンタクトする。また、基板2の裏面に、第2電極19をオーミックにコンタクトする。
第1電極18は、Ti/Pt/Auの多層金属層を用いて構成することができる。
また、第2電極19は、AuGe/Ni/Auの多層金属層を用いて構成することができる。
Thereafter, the first electrode is brought into full contact with the ridge 14 and the ridge grooves 12 and 13. The second electrode 19 is in ohmic contact with the back surface of the substrate 2.
The first electrode 18 can be configured using a multilayer metal layer of Ti / Pt / Au.
The second electrode 19 can be configured using a multilayer metal layer of AuGe / Ni / Au.

このようにして、図1の本発明による赤色半導体レーザによる半導体発光装置1が構成される。   Thus, the semiconductor light emitting device 1 using the red semiconductor laser according to the present invention shown in FIG. 1 is constructed.

この基体すなわち基板2は、例えば板面が{100}結晶面より、上述した2°〜10°の所要の傾きを有する所謂半導体オフ基体すなわち基板を用いることができる。
このとき、基体2がオフ基板であることから、リッジの両側面の傾きは、非対称となっている。本発明においては、例えば図3において左側の側面の傾きが右側の側面の傾きより緩やかな傾きとなっている場合で、この場合、図3において左側の間隔Lが右側の間隔Lより大に選定することによって、例えばそれぞれL=40μmとL=15μmとに選定することによって、これら傾きによる光分布の非対称性を補償することができる。すなわち、ストライプ部15から各突起部までの距離を選定することにより、リッジ下の中央部とその外側とにおける実効屈折率差が補償され、キンクレベルの向上が図られる。
As this base body or substrate 2, for example, a so-called semiconductor off-base body or substrate having a required inclination of 2 ° to 10 ° as described above from the {100} crystal plane can be used.
Since the base | substrate 2 is an off board | substrate at this time, the inclination of the both sides | surfaces of a ridge is asymmetrical. In the present invention, for example, the inclination of the left side surface in FIG. 3 is gentler than the inclination of the right side surface. In this case, the left interval L 1 is larger than the right interval L 2 in FIG. For example, by selecting L 1 = 40 μm and L 2 = 15 μm, respectively, the asymmetry of the light distribution due to these inclinations can be compensated. That is, by selecting the distance from the stripe portion 15 to each protrusion, the effective refractive index difference between the central portion below the ridge and the outside thereof is compensated, and the kink level is improved.

この実施の形態例による半導体発光装置1は、突起部及び電流阻止層により、第1電極18及び第2電極19間に供給される電流が、リッジ14とリッジ溝12及び13とに限定され、無効電流が阻止される構成とされるものである。したがって、動作電流の低減が図られる。
そして、突起部16及び17が、中間層9と電流阻止層11との第2導電型例えばp型のGaAsと第1導電型例えばn型のAlGaInPとによって構成されることにより、第1電極18及び第2電極19に対して電流阻止のpn接合(逆接合)が形成され、充分な電流遮断作用すなわちリッジ溝12及び13ならびにリッジ14への電流限定作用が得られる。そしてこの場合、pn接合による半導体製造技術によることから、電流阻止層11を絶縁性物質によって構成する場合のように特別の工程を用いることがない。
そして、この構成においては、第1電極18がコンタクト層10に直接コンタクトされたリッジ14においては、リッジ溝12及び13内のコンタクト層が存在しない部分に比し、良好に通電がなされ、リッジ14において活性層5に対する主たる電流通路が形成され、破線aで示すような主たる発光部が形成され、その両側縁部には、可飽和吸収領域が形成され、パルセーションレーザ動作が生じる。
In the semiconductor light emitting device 1 according to this embodiment, the current supplied between the first electrode 18 and the second electrode 19 is limited to the ridge 14 and the ridge grooves 12 and 13 by the protrusion and the current blocking layer. The reactive current is blocked. Therefore, the operating current can be reduced.
Then, the protrusions 16 and 17 are constituted by the second conductivity type of the intermediate layer 9 and the current blocking layer 11 such as p-type GaAs and the first conductivity type such as n-type AlGaInP, so that the first electrode 18 is formed. In addition, a current blocking pn junction (reverse junction) is formed with respect to the second electrode 19, and a sufficient current blocking action, that is, a current limiting action on the ridge grooves 12 and 13 and the ridge 14 is obtained. In this case, a special process is not used as in the case where the current blocking layer 11 is made of an insulating material because of a semiconductor manufacturing technique using a pn junction.
In this configuration, the ridge 14 in which the first electrode 18 is in direct contact with the contact layer 10 is more energized than the portion where the contact layer in the ridge grooves 12 and 13 does not exist, and the ridge 14 The main current path to the active layer 5 is formed, and the main light emitting part as shown by the broken line a is formed. Saturable absorption regions are formed at both side edges, and pulsation laser operation occurs.

上述した本発明による半導体発光装置の実施の形態例を、赤色発光パルセーションレーザを例示して説明したが、本発明による半導体発光装置は、例えば赤色発光パルセーションレーザと、他の波長の半導体発光素子例えばパルセーションレーザとを有する2波長型或いは複数波長型の半導体発光装置にも適用し得るものである。また、本発明による半導体発光装置は、2波長モノリシックレーザの赤色部にも適用可能である。   The above-described embodiment of the semiconductor light emitting device according to the present invention has been described by exemplifying a red light emitting pulsation laser. However, the semiconductor light emitting device according to the present invention includes, for example, a red light emitting pulsation laser and semiconductor light emission of other wavelengths. The present invention can also be applied to a two-wavelength type or multiple-wavelength type semiconductor light emitting device having an element such as a pulsation laser. The semiconductor light emitting device according to the present invention can also be applied to the red portion of a two-wavelength monolithic laser.

また、本発明はこの実施の形態例に限られるものではなく、種々の変形、変更をなされ得ることは言うまでもない。   The present invention is not limited to this embodiment, and it goes without saying that various modifications and changes can be made.

例えば、この実施の形態例においては、可飽和吸収領域(SAR)が活性層内部に設けられた構成(所謂Weakly Index guide型;WI型)としたが、本発明による半導体発光装置1においては、活性層近傍に別途SARを設けたいわゆるSAL(Saturable Absorbing Layer)型のパルセーションレーザによって構成することも可能である。
また、電流阻止層は、絶縁体によってこれを形成することによっても、電流阻止作用を発現し得る。
For example, in this embodiment, the saturable absorption region (SAR) is provided in the active layer (so-called weakly index guide type; WI type). However, in the semiconductor light emitting device 1 according to the present invention, A so-called SAL (Saturable Absorbing Layer) type pulsation laser in which a separate SAR is provided in the vicinity of the active layer can also be used.
Further, the current blocking layer can also exhibit a current blocking action by forming it with an insulator.

そして、この実施の形態例においては、主として第1導電型をn型、第2導電型をp型としたが、両者を逆とすることが本発明の範疇である等、本発明による半導体発光装置が、種々の変更及び変形をなされ得ることは、当業者によって理解されよう。   In this embodiment, the first conductivity type is mainly n-type and the second conductivity type is p-type. However, it is within the scope of the present invention that both are reversed. It will be appreciated by those skilled in the art that the device can be variously modified and modified.

本発明による半導体発光装置の一例としての、エアリッジパルセーションレーザの概略斜視図である。1 is a schematic perspective view of an air ridge pulsation laser as an example of a semiconductor light emitting device according to the present invention. A及びBは、本発明による半導体発光装置の一例としての、エアリッジパルセーションレーザの製造過程における概略断面図である。A and B are schematic cross-sectional views in the manufacturing process of an air ridge pulsation laser as an example of a semiconductor light emitting device according to the present invention. 本発明による半導体発光装置の一例としての、エアリッジパルセーションレーザの要部の構造、およびその内部における光分布の状態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the principal part of an air ridge pulsation laser as an example of the semiconductor light-emitting device by this invention, and the state of the light distribution in the inside. 一般的な半導体発光装置の一種である、従来の半導体レーザの構造を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the structure of the conventional semiconductor laser which is 1 type of a common semiconductor light-emitting device. 従来のエアリッジパルセーションレーザの要部の構造、及びその内部における光分布の状態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the principal part of the conventional air ridge pulsation laser, and the state of the light distribution in the inside.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・半導体発光装置、2・・・基体(基板)、3・・・バッファ層、4・・・第1導電型クラッド層、5・・・活性層、6・・・第2導電型クラッド層(下層)、7・・・エッチングストップ層、8・・・第2導電型クラッド層(上層)、9・・・中間層、10・・・コンタクト層、11・・・電流阻止層、12・・・リッジ溝、13・・・リッジ溝、14・・・リッジ、15・・・ストライプ部、16・・・突起部、17・・・突起部、18・・・第1電極、19・・・第2電極、20・・・積層半導体層、101・・・従来の半導体発光装置、102・・・基体(基板)、104・・・第1導電型クラッド層、105・・・活性層、106・・・第2導電型クラッド層、110コンタクト層、114・・・リッジ、115・・・ストライプ部、118・・・第1電極、119・・・第2電極   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor light-emitting device, 2 ... Base | substrate (substrate), 3 ... Buffer layer, 4 ... 1st conductivity type clad layer, 5 ... Active layer, 6 ... 2nd conductivity type Cladding layer (lower layer), 7 ... Etching stop layer, 8 ... Second conductivity type cladding layer (upper layer), 9 ... Intermediate layer, 10 ... Contact layer, 11 ... Current blocking layer, 12 ... Ridge groove, 13 ... Ridge groove, 14 ... Ridge, 15 ... Stripe part, 16 ... Projection part, 17 ... Projection part, 18 ... First electrode, 19 ... Second electrode, 20 ... Laminated semiconductor layer, 101 ... Conventional semiconductor light emitting device, 102 ... Substrate (substrate), 104 ... First conductivity type cladding layer, 105 ... Activity Layer, 106... Second conductivity type cladding layer, 110 contact layer, 114... Ridge, 115. Type unit, 118 ... first electrode, 119 ... second electrode

Claims (3)

赤色発光パルセーションレーザを有する半導体発光装置であって、
基体上に、少なくとも第1導電型のクラッド層と、活性層と、第2導電型のクラッド層とから成る積層半導体層を有し、
該積層半導体層の上記活性層とは反対側から上記活性層に至ることがない深さの相対向するリッジ溝を介して、該リッジ溝間に形成されたリッジによるストライプ部の両側面に対向して上記リッジ溝から立ち上がり上記ストライプ部に沿って延在する突起部を有し、
上記ストライプ部において上記活性層に対する主たる電流通路が形成されて主たる発光部を形成し、該主たる発光部の両側縁部に可飽和吸収領域が形成され、
上記突起部に、電流阻止のpn接合が形成されて成ることを特徴とする半導体発光装置。
A semiconductor light emitting device having a red light emitting pulsation laser,
A laminated semiconductor layer comprising at least a first conductivity type cladding layer, an active layer, and a second conductivity type cladding layer on a substrate;
Opposite the opposite side surfaces of the stripe portion by the ridge formed between the ridge grooves through the opposing ridge grooves that do not reach the active layer from the side opposite to the active layer of the laminated semiconductor layer And having a protrusion rising from the ridge groove and extending along the stripe portion,
In the stripe portion, a main current path to the active layer is formed to form a main light emitting portion, and a saturable absorption region is formed on both side edges of the main light emitting portion,
A semiconductor light-emitting device, wherein a current blocking pn junction is formed on the protrusion.
上記ストライプ部と該ストライプ部の両側面に対向する上記突起部との間隔が相互に異なる間隔に選定されて成ることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置。   2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein an interval between the stripe portion and the protrusion facing the both side surfaces of the stripe portion is selected to be different from each other. 上記基体が、板面が{100}結晶面より所要の傾きを有する半導体オフ基板より成ることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体発光装置。
3. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the substrate is made of a semiconductor off-substrate whose plate surface has a required inclination from the {100} crystal plane.
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Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04337689A (en) * 1991-03-15 1992-11-25 Philips Gloeilampenfab:Nv Optoelectronic semiconductor device and its method of manufacturing
JPH10326935A (en) * 1997-03-26 1998-12-08 Mitsubishi Chem Corp Epitaxial wafer and semiconductor light-emitting device using it
JPH11340585A (en) * 1998-03-25 1999-12-10 Mitsubishi Chemical Corp Semiconductor light-emitting device
JP2000183458A (en) * 1998-12-14 2000-06-30 Toshiba Corp Semiconductor device and its production
JP2000244058A (en) * 1999-02-18 2000-09-08 Sony Corp Semiconductor laser and its manufacture
JP2001185810A (en) * 1999-12-24 2001-07-06 Mitsubishi Chemicals Corp Semiconductor optical device and manufacturing method therefor
JP2002094182A (en) * 2000-09-11 2002-03-29 Sony Corp Method of manufacturing semiconductor laser
JP2002151790A (en) * 2000-11-16 2002-05-24 Sony Corp Semiconductor laser and its manufacturing method
JP2002223039A (en) * 2001-01-29 2002-08-09 Sanyo Electric Co Ltd Semiconductor light emitting element and method for manufacturing it
JP2003060303A (en) * 2001-08-17 2003-02-28 Sony Corp Semiconductor laser and manufacturing method therefor
JP2004023004A (en) * 2002-06-19 2004-01-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor laser
JP2004103829A (en) * 2002-09-10 2004-04-02 Sony Corp Semiconductor laser device and manufacturing method thereof

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04337689A (en) * 1991-03-15 1992-11-25 Philips Gloeilampenfab:Nv Optoelectronic semiconductor device and its method of manufacturing
JPH10326935A (en) * 1997-03-26 1998-12-08 Mitsubishi Chem Corp Epitaxial wafer and semiconductor light-emitting device using it
JPH11340585A (en) * 1998-03-25 1999-12-10 Mitsubishi Chemical Corp Semiconductor light-emitting device
JP2000183458A (en) * 1998-12-14 2000-06-30 Toshiba Corp Semiconductor device and its production
JP2000244058A (en) * 1999-02-18 2000-09-08 Sony Corp Semiconductor laser and its manufacture
JP2001185810A (en) * 1999-12-24 2001-07-06 Mitsubishi Chemicals Corp Semiconductor optical device and manufacturing method therefor
JP2002094182A (en) * 2000-09-11 2002-03-29 Sony Corp Method of manufacturing semiconductor laser
JP2002151790A (en) * 2000-11-16 2002-05-24 Sony Corp Semiconductor laser and its manufacturing method
JP2002223039A (en) * 2001-01-29 2002-08-09 Sanyo Electric Co Ltd Semiconductor light emitting element and method for manufacturing it
JP2003060303A (en) * 2001-08-17 2003-02-28 Sony Corp Semiconductor laser and manufacturing method therefor
JP2004023004A (en) * 2002-06-19 2004-01-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor laser
JP2004103829A (en) * 2002-09-10 2004-04-02 Sony Corp Semiconductor laser device and manufacturing method thereof

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